Alev geciktiricilerin polimerlerin yanmazlık özelliği üzerine etkileri ve

Jang ve ark., 2000, çalışmada kağıt-hamuru/fenolik kompozitlere alev geciktiricilerin alevlenebilirlik ve mekanik performans üzerine etkileri incelenmiştir. Kompozit için alev geciktirici olarak halojen fosfat alev geciktiricileri (tris 2-kloroetil fosfat (TCEP), tris 2-kloropropil fosfat (TCPP), SFR), halojen alev geciktirici etilenbispentabromodifenil (EBPED)) ve inorganik alev geciktiriciler (alüminyum hidroksit (ATH), magnezyum hidroksit (MH)) kullanılmıştır. Tekil alev geciktirici sistemlerde fosfat alev geciktirici (TCEP, TCPP, SFR) ve halojen alev geciktirici (EBPED) kağıt hamuru/fenolik kompozitin yanabilirliğini azaltmıştır. Ancak inorganik alev geciktiriciler (ATH, MH) kompozit üzerine az bir alev dayanımı kazandırmıştır. Birlikte kullanılan alev geciktiriciler, kompozitin alevlenebilirliğini UL-94 testinde V-0 sınıfına düşürmüştür. %20 oranında Al+P içerikli kompozit malzemeler en yüksek alev dayanımı vererek 15 saniye yanma süresi vermiştir. Bütün alev geciktiricilerin eklenmesiyle kompozitin bükülme kuvveti azalmıştır. Sonuç olarak ATH’ın diğer alev geciktiricilerle birlikte kullanılması alev geciktiriciliği artırmış ve mekanik özeliklerde çok küçük bir azalma gözlenmiştir.

Jang ve ark., 2001, çalışmada kağıt hamuru ve polipropilen kompozitin alev geciktiriciliğini geliştirmeyi amaçlamışlardır. Alev geciktirici olarak halojen içeren Saytex8010 (etilenbispentabromadifeniletan), Mg(OH)2, trifenilfosfat (TPP) ve antimon

trioksit kullanılmıştır. Kompozitlerin alev geciktiriciligi UL-94 testi ile ölçülmüştür. %30 oranında Saytex8010 ve %10 oranında antimon trioksit karışımı ile yaklaşık on saniye yanma süresi ile en çok alev dayanımına sahip kompozit malzemeyi oluşturmuştur. Mg(OH)2, kağıt hamuru/polipropilen kompozite alev geciktirici özellik

kazandırmamıştır. TPP’ın, kompozitin mekanik özelliğini oldukça fazla düşürdüğü görülmüştür.

Kandola ve ark., 2003, yaptığı bir çalışmada fosfat içerikli intumesan, doğal bir alev geciktirici (selülozik) ve fenol-formaldehit elyaf içeren cam elyaf takviyeli epoksi kompozitler hazırlamıştır. İntumesan alev geciktirici maddelerin elyaf sisteminin matris fazla birleşimiyle oluşan kompozitin en yüksek ısı sınır değerini önemli ölçüde düşürmüş ve duman yoğunluğu geliştirilmiştir.

Zheng ve ark., 2003, polistiren içine nanokil ekleyerek oluşturdukları bir nanokompozit çalışmasında fosfatın etkisini iki farklı miktar ekleyerek incelemişler (%5

ve %10) ve her ikisinin sinerjik etkisi ile polimerin açığa çıkan serbest ısısı sırasıyla %70 ve %80 düşüş göstermiştir. Benzer olarak yine Li ve ark., 2007’de polipropilen matrisi üzerinde, epoksi içinde tabakalaşmış nanokillerin trifenilfosfat ile sinerjik etkisini, yanmazlık testlerinin yanısıra termal gravimetrik analiz testleri ile incelemişlerdir. Nanokillerin nanohapsetme (nanoconfinement) etkisiyle trifenilfosfatın evaporasyonunu inhibe ederek sonuç kompozitlerin yanmazlık özelliğini çok ciddi oranda yükseltmişlerdir. Aynı şekilde farklı bir çalışma poli (metil metakrilat) ile yapılmış %2 nanokil ve %22 trifenilfosfat ile elde edilmiş olan nanokompozitlerin yanmazlık özelliği geliştirilmiştir (Kim ve ark., 2008).

Shih ve ark., 2004, fosfor içeren doymamış poliesterler için genleşebilir grafit (GG) sistemler (expandable graphite) ve bunların alev geciktirici etkilerini incelemişlerdir. Alev geciktirici olarak genleşebilir grafit ve fosfor içerikli malzemeleri (amonyum polifosfat (APP) ve trifenil fosfat (TPP)) kullanılmıştır. Doymamış poliestere farklı alev geciktiricilerin etkisi UL-94, DSC, TGA, LOI, MTGA, Py/GC/MS ve adyabatik bomba kalorimetresi yöntemleri kullanılarak araştırılmıştır. Sonuçlar tek başına kullanıldıkları zaman APP tipi alev geciktiricilerin TPP tipi alev geciktiricilere göre daha iyi alev geciktirici etkiye sahip olduğunu göstermiştir. Fosfor içeren alev geciktiricilerin, özellikle APP’ın ve genleşebilir grafit sistemin, poliestere birlikte eklenmesi ise alev geciktirici etkiyi oldukça artırmıştır. EG/APP içeren poliester en iyi alev geciktirici etkiyi göstermiştir. %25 APP ve %10 GG kullanımı ile 25,5 OI değeri elde edilmiştir. Aynı numunenin UL-94 degeri V-0 olarak bulunmuştur.

Sain ve ark., 2004, yaptıkları çalışmada polipropilen reçine, talaş/pirinç kabuğu takviyeli kompozitlere, magnezyum hidroksitin (Mg(OH)2) alev geciktirici etkisini

oksijen indeksi testi ve yatay yanma testi yöntemlerini kullanarak incelemişlerdir. %25 magnezyum hidroksit kullanımı ile alev geciktirici kullanılmayan kompozit malzemeye göre yanabilirlik %50 oranında azaltılmıştır. Yine LOİ testi sonuçlarına göre polipropilenin %24 OI, PP-talaş kompozitin %26 OI değerine karşılık %25 Mg(OH)2

kullanımı ile %34 OI değeri elde edilmiştir.

Song ve ark., 2004, halojen olmayan alev geciktirilmiş poliamit 6/organokil nanokompozitin hazırlanması ve özeliklerini incelemişlerdir. Halojen olmayan alev geciktirilmiş poliamit6/organokil (PA6/OMT) nanokompoziti, organokil (OMT) eriterek karıştırma tekniği ile magnezyum hidroksit (MH) ve kırmızı fosforun alev geciktiriciliğinin birlikte etkilerini görmek için hazırlanmıştır. OMT’nin eklenmesi, nanokompozitin mekanik özeliklerini geliştirmiştir. Koni kalorimetre, LOİ ve UL-94

testleri, PA6 içine MH ve kırmızı fosforun ve OMT eklenerek bir etki meydana geldiğini göstermiştir. MH, kırmızı fosforun ve OMT içeren PA6’nın alev geciktirici özelliği, sadece MH-kırmızı fosfor veya OMT içeren PA6’dan daha yüksek çıkmıştır.

Laachachi ve ark., 2005b, polimetilmetakrilat matrisi icine TiO2, Fe2O3

ekleyerek nanokompozitler hazırlamışlar ve buna ek olarak bu bileşime organomodifiye montmorillonit ekleyerek tüm maddelerin sinerjizmini incelemek amacıyla koni kalorimetre testlerini gerçekleştirmişlerdir. Sadece titanyum dioksit ve demiroksitle hazırlanan kompozisyonların alev dayanım testlerinin daha düşük, nanokilin eklendiği kompozisyonun daha yüksek alev dayanım özelliğine sahip olduğunu bildirmişlerdir.

Levchik ve ark., 2005b, yaptıkları bir çalışmada Bisfenol-A temelli epoksi reçinesinin yanmazlığını artırmak için organofosfor içerikli polimerik bir malzeme (Fyrol PMP) kullanmışlardır. Kompozitlerin termal stabilite ölçümleri için UL-94 testi esas alınmıştır. Bunun için örnekler bakır kaplı yüzeyler üzerinde 1,6 mm kalınlığında hazırlanmıştır. Ağırlıkça %30 miktarında eklenen alev geciktirici epoksi reçinesini yanma testinde V-0 sınıfına düşürmüştür.

Toldy ve ark., 2007, yeni bir alev geciktirici fosfor içerikli reaktif amin (TEDAP) sentezlemişler epoksi reçinesi içine modifiye edilmemiş montmorillonit, organomodifiye montmorillonit ve sepiyolit eşliğinde ekleyerek yanmazlık özelliğini incelemişlerdir. Çalışma sonucunda sentezlenen TEDAP`in geleneksel kürleştirme ajanlarına alternatif olabileceği ve saf epoksi reçinesinin yanmazlığını 10 kat artırdığını birdirmişlerdir.

Zhang ve ark., 2009, etilen vinilasetat ve düşük yoğunluklu polietilen polimer karışımının matrisi oluşturduğu çalışmada alev geciktirici grubundan aluminyum hidroksit ve magnezyum hidroksitin organomodifiye nanokil ile sinerjik etkisini araştırmışlardır. Çalışmada, koni kalorimetresi ve termal analiz testlerinin herikisinin de sonuçlarına göre sadece nanokil eklendiğinde termal özelliklerin daha düşük, diğer inorganik maddelerle biraraya geldiğinde sinerjik etkiyle daha yüksek ısıl direnç elde etmişlerdir.

Wu ve ark., 2011, tarafından yapılan çalışmada mikrokapsüle amonyum polifosfat (APP) ile birlikte mikrokristal seluloz liflerini içeren epoksi reçinesinin yanmazlık özelliği incelenmiştir. UL-94 ve oksijen indeksi testine göre her ikisinin birarada kullanılmasıyla elde edilen kompozitlerin yanabilirliği, tek başına APP eklenerek elde edilen kompozitlere göre %6 oranında düşmüştür.

Doğan ve ark., 2013, polietilen teraftalat lifleri (PET) içinde organomodifiye killerin ve çinko fosfinatin sinerjizmini incelemişlerdir. Çalışmada sadece çinko fosfinat eklendiğinde polimerin alev dayanım özelliklerinin değişmediği, mekanik özelliklerinin düştüğü belirtilirken organokilin çinko fosfinat ile birlikte kullanıldığı durumda alev dayanım direncinin arttığı, ancak mekanik özelliklerinin düştüğü açıklanmıştır.

Başka bir çalışmada, nanodolgu mazlemesi olarak çift tabakalı magnezyum aluminat hidroksitleri (LDH), amonyum polifosfat (APP) ile birlikte polistirene eklenerek kompozitler elde edilmiştir. Bu çalışmada, yalnız %5 MgAl LDH ve yalnız amonyum polifosfat eklendiğinde kompozitlerin yanma sonucunda açığa çıkan serbest ısı oranında, sırasıyla %17 ve %11 düşüş olduğunu tespit etmişlerdir. Ancak ağırlıkça %5/5 oranında her ikisinin de eklenmesiyle oluşturulan kompozitlerin açığa çıkan serbest ısısı %42 oranında düşüş göstermiştir. Bu sonucun yanısıra çar oluşumunun artışı, amonyum polifosfat ve tabakalı hidroksitlerin sinerjik etkisiyle açıklanmaktadır (Nyambo ve ark., 2008).

Rothon ve ark., 1996, magnezyum hidroksitin alev geciktirici etkisi üzerinde çalışmalar yapmışlardır. Belirli oranlarda eklendiğinde polimerlere alev dayanım özelliği verdiğini tespit etmişlerdir. Fakat, uygun kristaller elde etmekteki zorluklarından dolayı, polimer maliyetinin yüksek olduğunu ve pazara girme sıkıntısı olduğunu belirtmişlerdir.